课件13:4.4 法拉第电磁感应定律
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南和一中高二物理组
1 4.4 法拉第电磁感应定律(第一课时)
教学目标
1. 知道什么叫感应电动势
2. 知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ,△Φ, △Φ/△t的区别
3. 理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式
4. 知道公式E=BLV及E=BLVsinθ的推导,会用公式解决问题。
知识点一:电磁感应定律
感应电动势的大小与磁通量的变化 有关,磁通量的变化越 感应电动势越大,磁通量的变化 感应电动势越小。磁通量的变化快慢可以用磁通量的 来表示。
电磁感应定律:法拉第,纽曼,韦伯等人在对理论和实验资料进行严格分析后,于1845年和1846年先后指出:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,后人称之为法拉第电磁感应定律。
公式表示为: , 式中k是 ,当感应电动势单位为 磁通量的单位为 时间单位为 时k=1,公式可写成:
当线圈为n匝时公式表示为: 。
练习1.法拉第电磁感应定律可以这样表述:闭合电路中感应电动势的大小 ( )
A.跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比
B.跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比
C.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比
D.跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化量成正比
练习2.一个200匝,面积为20cm的线圈放在磁场中,磁场的方向与线圈平面成30角,若磁感应强度在0.05s内由0.1T增大到0.5T,在此过程中,穿过线圈的磁通量的变化量是多少?磁通量的平均变化率是多少?线圈中的感应电动势的大小是多少?
第43课时 法拉第电磁感应定律(A卷)考测点导航
1.感应电动势:在电磁感应现象中产生的电动势.产生感应电动势的部分相当于电源.
2.法拉第电磁感应定律:公式tNE
注意(1)利用上式计算的是平均感应电动势
(2)区别磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率.
3.导线切割磁感线产生的感应电动势:
(1)公式:E=BLvsinθ
(2)L为导体切割磁感线的等效长度
(3)若v为瞬时速度,则E为瞬时感应电动势.
(4)导体转动切割磁感线时,导体上各点速度不同,可以用导体两端的速度的平均值表示切割速度.如绕一个端点,在垂直与磁场的平面内转动,E=BLv/2=BL2ω/2
4.感应电量:在时间△t内通过任一截面的电量为
q=I△t=E△t/R=N△φ/R.
5.自感现象:它是电磁感应的一种特例.线圈的自感系数越大、电流的变化率越大,自感电动势越大. 自感电动势总是阻碍导体中的电流的变化.
6.日光灯:在日光灯“点燃”时,利用自感现象,镇流器产生瞬时高压,在日光灯正常发光时,镇流器中产生的自感电动势,起分压限流作用.
典型题点击
1.(99年高考)一匀强磁场,磁场方向垂直纸面,规定向里的方向为正.在磁场中有一细金属圆环,线圈平面位于纸面内,如图43-A1所示.现令磁感应强度B随时间t变化,先按图43-A2中所示的oa图线变化,后来又按图线bc和cd变化,令ε1、ε2分别表示这三段变化过程中感应电动势的大小,I1、I2、I3分别表示对应的感应电流,则( )
A.ε1>ε2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向
B.ε1<ε2,I1沿逆时针方向,I2沿顺时针方向
C.ε1<ε2,I2沿顺时针方向,I3沿逆时针方向
D.ε2=ε3,I2沿顺时针方向,I3沿顺时针方向
(该题考查法拉第电磁感应定律和楞次定律,注意图象斜率的物理意义)
2.两块水平放置的金属板间距为d,用导线与一个n匝线圈连接,线圈置于方向竖直向上的匀强磁场B中,如图43-A3所示,两板间有一质量为m、带电量为+q的油滴恰好静止,则线圈中的磁场的变化情况和磁通量的变化率分别是( ) A. 正在增强,mgd/q
4-3. 法拉第电磁感应定律
一、教学目标
1.知识与技能
(1)掌握导体切割磁感线的情况下产生的感应电动势.
(2)掌握穿过闭合电路的磁通量变化时产生的感应电动势.
(3)了解平均感应电动势和感应电动势的即时值.
2.过程与方法
通过推理论证的过程培养学生的推理能力和分析问题的能力.
3.情感态度价值观
运用能的转化和守恒定律来研究问题,渗透物理思想的教育.
二、重点、难点分析
1.重点是使学生掌握动生电动势和感生电动势与哪些因素有关.
2.在论证过程中怎样运用能的转化和守恒思想是本节的难点.
三、主要教学过程
(一)引人新课
复习提问:在发生电磁感应的情况下,用什么方法可以判定感应电流的方向?要求学生回答出:切割磁感线时用右手定则;磁通量变化时用楞次定律.
(二)教学过程设计
1.设问.
既然会判定感应电流的方向,那么,怎样确定感应电流的强弱呢?既然有感应电流,那么就一定存在感应电动势.只要能确定感应电动势的大小,根据欧姆定律就可以确定感应电流了.
2.导线切割磁感线的情况.
( 1)如图所示,矩形闭合金属线框 abcd置于有界的匀强磁场B中,现以速度对匀速拉出磁场,我们来看感应电动势的大小.
在水平方向ab边受到安培力Fm=BIl的作用.因为金属线框是做匀速运动,所以拉线框的外力F的大小等于这个安培力,即F=BIl.
在匀速向外技金属线框的过程中,拉力做功的功率P=F·V=BIlv.
拉力的功并没有增加线框的动能,而是使线框中产生了感应电流I.根据能的转化和守恒定律可知,拉力F的功率等于线框中的电功率P’.
闭合电路中的电功率等于电源电动势ε(在这里就是感应电动势)与电流I的乘积.
显然FV=εI,
即BIlv=εI.
马洪旭新课标精品教案系列-选修3-2
第 1 页 共 9 页 高中物理课堂教学教案 年 月 日
课 题 § 4.4 法拉第电磁感应定律 新授课 课时
教
学
目
标 (一)知识与技能
1.知道什么叫感应电动势。
2.知道磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量,并能区别Φ、ΔΦ、tnE。
3.理解法拉第电磁感应定律内容、数学表达式。
4.知道E=BLvsinθ如何推得。
5.会用tnE和E=BLvsinθ解决问题。
(二)过程与方法
通过推导到线切割磁感线时的感应电动势公式E=BLv,掌握运用理论知识探究问题的方法。
(三)情感、态度与价值观
1.从不同物理现象中抽象出个性与共性问题,培养学生对不同事物进行分析,找出共性与个性的辩证唯物主义思想。
2.了解法拉第探索科学的方法,学习他的执著的科学探究精神。
教学重点、难点 教学重点
法拉第电磁感应定律。
教学难点
平均电动势与瞬时电动势区别。
教
学
方
法
演示法、归纳法、类比法
教
学
手
段 多媒体电脑、投影仪、投影片。 马洪旭新课标精品教案系列-选修3-2
第 2 页 共 9 页 教学活动
(一)引入新课
在电磁感应现象中,产生感应电流的条件是什么?
在电磁感应现象中,磁通量发生变化的方式有哪些情况?
恒定电流中学过,电路中存在持续电流的条件是什么?
在电磁感应现象中,既然闭合电路中有感应电流,这个电路中就一定有电动势。在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。下面我们就来探讨感应电动势的大小决定因素。
(二)进行新课
1、感应电动势
在图a与图b中,若电路是断开的,有无电流?有无电动势?
电路断开,肯定无电流,但有电动势。
电动势大,电流一定大吗?电流的大小由电动势和电阻共同决定。
图b中,哪部分相当于a中的电源?螺线管相当于电源。